石英砂 锰砂混层滤料的除铁除锰效果及其影响因素
地下水生物除铁除锰工艺的影响参数
地下水生物除铁除锰工艺的影响参数摘要：地下水生物除铁除锰技术工艺主要是跌水曝气以及滤池参数的确定。
本文主要分析地下水生物除铁除锰的影响参数。
关键词：地下水生物除铁除锰影响参数对于城市供水系统而言，地下水作为饮用水水源具有水质稳定，处理工艺简单等特点，但北方地下水地区普遍含有过量的铁和锰。
铁锰含量超标会引起人们的感官上的不适，甚至还会对人们的身体和生活造成不良影响。
例如水中铁含量超标时将产生黄褐色的水；而锰的超标则会形成黑色的水，超标的铁、锰还会在卫生器具上留下黄斑，在衣物上着色，很不美观。
生物除铁除锰技术作为一种经济、高效的除铁除锰方法越来越受到人们的青睐。
目前在滤池需氧量、滤层中铁锰依存关系、同一滤层除铁除锰工艺设计等方面已取得突破性成果。
但在滤池反冲洗方面的研究目前还比较少。
生物除铁除锰技术的关键是生物滤层的培养、成熟及稳定运行[1]。
其中生物滤层的培养、成熟是其稳定运行的前提，而培养、成熟后如何稳定运行是保证其经济高效工作的关键，而滤池的反冲洗又是影响生物滤层的培养、成熟及稳定运行的主要原因之一。
1地下水生物除铁除锰的技术工艺目前井水、地下水处理主要是除铁除锰，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英砂、锰砂，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。
物除铁除锰技术的关键是生物滤层的培养、成熟及稳定运行。
其中生物滤层的培养、成熟是其稳定运行的前提，培养、成熟后如何稳定运行是保证其经济高效工作的关键，而滤池的反冲洗又是影响生物滤层的培养、成熟及稳定运行的主要原因之一。
本文采用的生物除铁除锰的工艺特点主要是采用跌水曝气，在同一生物滤层中除铁除锰。
2地下水生物除铁除锰的影响参数2.1滤速滤速对生物滤膜的培养和稳定运行有重要的作用。
在生物滤膜的形成初期，滤速要较低，滤膜成熟，出水铁锰含量稳定后，滤速可适当变化。
在生物滤膜形成阶段，控制滤速为2m/h。
除铁锰净水系统在地下水处理中的应用
除铁锰净水系统在地下水处理中的应用井水、地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤的孔隙中可以流动的水体。
随着工业进程的不断加快，对环境的污染也日益严重，地下水也不可避免的遭到污染。
所以为了保证生产生活用水安全，除铁锰净水设备已成为净水处理重要装置之一。
从污染程度上看，北方城市污染普遍较南方城市重，污染元素多且超标率高，特别是华北地区，污染最为突出。
从污染元素看，“三氮”污染在全国均较突出，普遍遭受污染;矿化度和总硬度污染主要分布在东北、华北、西北和西南地区;
铁和锰污染主要分布在南方地区井水、地下水处理工艺方法
井水、地下水处理主要是为了去除铁锰、氨氮、泥沙、水垢等有害物质，使经过处理后的水质达到国家饮用水标准。
目前井水、地下水处理主要是除铁、锰，因为在我国，地下水中铁锰含量偏高相当普遍，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英沙、锰沙，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。
而氨氮则大多采用超滤或反渗透过滤工艺，泥沙及水垢可采用多介质过滤及离子交换软化装置进行过滤。
影响石英砂滤料的过滤效果
影响石英砂滤料的过滤效果石英砂滤料是一种过滤效果很好的净水材料，不管是工业用水、生活污水、还是地下水净化，石英砂滤料都能达到很好的净水效果。
同样是石英砂滤料，在不同的水质环境中净水效果会有不同，这要根据水质来说的。
今天我们石英砂厂家就来讲解下哪些因素会影响石英砂滤料的过滤效果？1、水质的温度温度对滤料过滤的影响是明显的，温度高，水的黏度高，有利于过滤，温度低，水的黏度低，不利于过滤。
温度一般控制在20-30℃。
不同水质不同情况，最佳温度在使用石英砂过滤时，可以在使用前进行测试，然后再行确定。
2、PH值普通石英砂在PH中性极值范围内的酸性水中很稳定，但在碱性条件下有微溶现象。
化学水处理中SiO2增量不应超过2mg/L。
3、运行周期石英砂滤料在使用过程中，使用周期随不同水质而不同，为了保证出水水质的达标，要及时检验石英砂滤料的运行状况，并且要随时检验出水的浊度，当出水不再清澈，水质浊度高时，要及时进行反冲洗滤料，在日常的试验中，把握石英砂滤料的使用周期。
一般可以以水头损失为石英砂滤料是否到期为依据，当水头损失为1.5~1.8m时，说明滤料周期已到，停止过滤，进行反冲洗。
4、石英砂滤料的孔径常用规格有：0.5-1.0mm、0.6-1.2mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm。
粗粒径的有效孔隙率优于细粒径的有效孔隙率，粗粒径滤料截留浊质后滤层内部水流变化比细粒径滤料截留浊质后滤层内部水流变化慢且小。
滤料的粒径越大，可容纳的悬浮物空间越大，过滤能力强，截污量大。
因此，在污水处理过程中，一般采用较粗粒径的滤料，在反渗透预处理等系统中，就可采用细粒径的滤料。
5、石英砂滤料层的厚度滤料层的厚度对过滤性能的好坏有着重要的作用，在有足够的保护厚度条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤料更好的发挥作用。
锰砂的除铁除锰工艺
铁锰氧化方程式：
（如Fe（HCO3)2、Mn（HCO3)2为例
4Fe (HCO3)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3+8CO2
4Mn (HCO3)2 +O2+H2O=4Mn(OH)3+8CO2
锰砂过滤器运行参数
1、锰砂粒度：1.0~2.0mm;（粒度越小，运行压差大；粒度越大；出水浊度大） 2、填充高度：1000~1500mm( 由进水铁锰含量确定）； 3、运行流量：6~10m/h(除铁)；5~8m/h（除锰） 4、反洗水强度：4~10L/M2.S(一般选用25M3/M2/H) 5、反洗时间：5~15分钟 6、运行周期：根据原水的浊度而定，一般不小于8小时。 7、出水要求（饮用水标准）：
概述
含盐量较高的苦咸水区域的井水呈还原态，含有 二价铁、锰离子。 现象：1、烧开后，水会变红；
2、用这种水洗衣服后，衣服会出现锈迹斑。 3、饮用这种井水，会感到一种苦涩味道；
长期饮用，影响人们身体健康。 我国地下水中含铁一般在5~10ppm;锰含量为 0.5~2ppm。分布面积较广，主要在东北平原、西北高 原、华北、河南及沿海一带。
1、阳树脂可以去除溶解状铁，但铁含量超出 0.05ppm时，会污染离子交换树脂并对树脂有催化 降解作用。
2、胶体和有机物—铁复合物通常不能被树脂吸 附。
石英砂锰砂过滤器
石英砂和锰砂的过滤效果不受水温、水质 变化的影响，适应性强，可广泛应用于各 种水质处理场景。
维护简便
环保材料
石英砂和锰砂的清洗和再生过程简单，设 备维护成本低，使用寿命长。
石英砂和锰砂作为天然矿物，无毒无害， 对环境友好，符合绿色环保理念。
局限性探讨
过滤精度
虽然石英砂和锰砂能有效去 除大部分杂质，但对于一些 微小的颗粒和溶解性物质， 过滤效果有限。
反冲洗再生
当过滤介质达到一定的饱 和度时，需要进行反冲洗 再生，恢复过滤介质的过 滤性能。
应用领域
工业水处理
用于工业冷却水、锅炉用 水的处理，提高水质，防 止结垢和腐蚀。
商业水处理
应用于游泳池、公共澡堂 、宾馆等商业场所的水处 理，提供洁净的用水环境 。
家庭水处理
用于家庭饮用水、洗澡水 的处理，提高生活用水的 质量。
石英砂锰砂过滤器
目 录
• 石英砂锰砂过滤器概述 • 石英砂锰砂过滤器的设计与构造 • 石英砂锰砂过滤器的性能参数 • 石英砂锰砂过滤器的安装与使用 • 石英砂锰砂过滤器的优势与局限性
01
CATALOGUE
石英砂锰砂过滤器概述
定义与特点
定义
石英砂锰砂过滤器是一种水处理 设备，通过物理过滤原理去除水 中的杂质和有害物质。
使用注意事项
开启前检查
在使用前，检查过滤器 各部件是否正常，无泄
漏现象。
定期更换滤料
根据使用情况，定期更 换石英砂和锰砂滤料，
保证过滤效果。
避免剧烈震动
避免过滤器受到剧烈震 动，以免影响其正常工
作。
注意电源安全
定期检查电源线是否破 损，确保用电安全。
维护与保养
01
多介质过滤器常用滤料
多介质过滤器常用滤料多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质，胶状杂质及沉淀技术不能去除的微小粒子及细菌，从而使水澄清的过程。
常用的滤料有石英砂，无烟煤，鹅卵石，锰砂，磁铁矿，石榴石，麦饭石，活性炭等粒状滤料，用于截留水中杂质。
（一）、石英砂1、堆积密度：m3（常规可选取m3）；石英砂主要的粒径有：；mm；2-4 mm；4-8 mm？2、设计滤速：理论设计参考滤速为：6-8m/h？3、主要特性：硬度大，抗腐蚀性好，密度大，抗机械强度高，载污能力强，使用寿命长。
4、公式计算产水量计算公式；πr2×v＝产水量T/H,罐体直径计算公式；πr2×v＝T/H,滤料重量计算公式πr2×密度×高度＝滤料重量反洗水量是进水量的2-3倍（二）、活性碳1、含义：用木质，竹质，果壳，煤等这些材料通过物理和化学作用对原料进行破碎，活化，漂洗，烘干，筛选后制作而成的。
活性碳的制造:？（1）将木炭，竹炭，果壳炭，煤等这些材质经过高温的炭化过程，在400至600度的温度下，原料将被完全炭化，此时生成的炭化料含炭量为50％至80％。
（2）在将这些炭化料经过高温炉加热，这就是活性碳活化过程，在活化期间会再高温炉中通入蒸气和空气等，以去除活性碳孔隙内杂质，进而提高孔隙率。
（3）最后就是颗粒状的活性碳，在经过加工成为圆柱状或粉状的活性碳。
2、活性碳分类：主要分为：木质碳,果壳碳,煤质碳各种活性碳碘吸附值:（1）、木质碳800以下；（2）、煤质碳800以下；（3）、果壳碳:A、椰壳碳950以上B、杏壳碳900以上？C、桃壳碳700-800D、杏壳碳900以上只有碘吸附值大于800以上的才可应用于饮用水的处理。
3、主要技术参数堆积密度：（设计常规取值m3）。
活性碳比重为cm3粒径有：1mm 2mm等4、设计滤速：12-15m/h5、主要特性作用：？(1)吸附作用：1克活性碳内部表面积达700-1400平方米(2)应用于水处理上，主要起改善口感，去异味，吸余氯的作用。
除铁除锰设备应用说明
除铁除锰净水设备可根据用户的需求采用碳钢、玻璃钢、不锈钢等材质，以天然的锰砂、石英砂为过滤介质使地下原水经处理后完全达到了国家的饮用水标准，该设备是具有工艺简单、操作方便、工作效率高、净水效果好等优点，并且在抽水净化和使用中全部采用了自动控制。
广泛应用于医药行业、电子行业、工矿企业等以地下水为水源的生活用水和工业用水处理。
【除铁除锰设备工作原理】本设备采用天然锰砂为过滤介质。
除铁原理为地下水中二价铁离子，经曝气后，流经滤层过滤时，被覆盖在滤料表面的生物膜吸附，并在催化的作用下被溶解氧所氧化，并吸附在滤料上，氧化生成的三价铁的氧化物，作为新的滤膜参与新的催化反应，待产水运行一个周期反洗将过剩的氧化物冲掉。
除锰原理同上。
滤层由于离子选择吸收原理，先除铁后除锰。
在PH值等于6.8-7.2条件下，Fe (OH)3呈胶体凝聚沉淀，用过滤的方法即可除去。
当含铁地下水经天然锰砂滤层过滤时，锰砂滤层对水中铁质起着两方面作用：1、催化与氧化作用，加速水中二价铁氧化为三价铁。
2、截留分离作用，将铁质从水中分离出去，并截留于滤层之中，这两个作用在锰砂滤层中一般是同时完成的。
【除铁除锰设备工艺流程】1、当地下水中含铁浓度在5~10mg/l，含锰浓度在1~ 2mg/l时，或地下水中仅含铁而不含锰时，含铁浓度在10mg/l左右时，可采用曝气――单级除铁除锰过滤。
工艺流程：地下水→深井泵→曝气装置→水箱→过滤泵→除铁除锰装置→蓄水池→用水单位。
2、若地下水中含铁、锰较高时，即铁大于10mg/l、锰大于2mg/l时，宜采用曝气――双级除铁除锰过滤。
工艺流程：地下水→深井泵→曝气装置→水箱→过滤泵→一级除铁除锰装置→二级除铁除锰装置→蓄水池→用水单位【除铁除锰过滤器使用说明】地下水除铁除锰器主要应用于地下水高铁，高锰地区以解决以地下水为水源，需除铁除锰的处理装置，该设备采用了氧化除铁除锰原理，利用空气中氧气将水中Fe2+和Mn2+氧化成不溶于水的Fe3+和MnO2，再结合装置中的天然锰砂填料将水中铁锰离子去除。
不同滤料去除地下水中铁锰效果的试验研究
42
平顶山学
粒径/ mm 1. 6
0. 9~ 1. 5 0. 9~ 2. 5
表 1 三种滤料规格性能一览表
密度/ ( kg m- 3)
堆积密度/ ( kg m- 3 )
1 600
9 00
3 650
1 800
3 200
1 500
吸附能力 弱 强 强
对活性滤膜形成的影响尤为 重要. 3 种滤料性能如表 1. 3. 2 试验方法
按曝气接触氧化的 设计 要求, 将地 下水 经曝 气塔曝 气
后直接引入滤 柱 中, 地下 水 经曝 气塔 曝 气后, 水 中 溶解 氧 ( DO) 为 7. 3mg L - 1左 右, pH 值大 于 7. 5, 符合 接触氧化 法 对除铁除锰的要求. 活性滤膜形成之前, 滤柱 运行滤速 控制 在 6~ 8m h- 1 , 定期监测进出水铁 锰指标. 铁的分析方 法为
关 键 词: 地下水; 除铁; 除锰; 滤料
中图分类号: T U991. 11+ 2; X523
文献标识码: A
文章编号: 1673- 1670( 2006) 05- 0041- 03
1 引言
地下水清澈透明, 常年水温低而稳定, 古往今来 一直是 人们重要的 饮用水源和 理想的 工业水 源. 我国目 前地 下水 开采量约占全国城市总用水量的 30% , 饮用地下水的城镇 居民达 1 亿人以上. 然 而大部 分地下 水都 含有过 量的 铁和 锰, 严重影响其使用价值. 国内大部分地下水除铁除 锰工程 采用曝气接触氧化法: 地下水经过简单曝气 后不需要絮 凝、 沉淀而直接进入滤池. 曝气接触氧化法工艺 简单, 投 资及运 行费用低[ 1] .
参考文献:
滤料材质及二价铁污染对除铁除锰的影响
滤料材质及二价铁污染对除铁除锰的影响杨威;张莉莉;余华荣;杜星;陈志和;刘伟;李虹;李圭白【摘要】以哈尔滨某水厂高铁、高锰地下水为处理对象,考察相同运行条件(进水溶解氧为9mg/L,pH为6.8～6.9,滤速为5 m/h)下,滤料材质及二价铁对锰砂的污染对滤柱除锰成熟期及出水水质的影响,结果表明,锰砂滤柱除铁锰效果优于石英砂滤柱;锰砂滤柱投产初期受到Fe2+的污染会使锰砂对Mn2+的吸附容量减小,滤柱吸附饱和期提前到来,致使出水含锰量增高,成熟期延长.【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)005【总页数】6页(P545-550)【关键词】地下水;除铁除锰;滤料材质;二价铁对除锰的干扰【作者】杨威;张莉莉;余华荣;杜星;陈志和;刘伟;李虹;李圭白【作者单位】哈尔滨商业大学环境工程系,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨利民经济技术开发区自来水公司,哈尔滨150025;哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090【正文语种】中文【中图分类】TQ424地下水作为饮用水水源的重要组成部分，为人类生产生活提供了大量优质的淡水资源[1].全国有近400个城市的供水水源都是开采的地下水.在我国的西北地区普遍取自地下水用于工业和生活用水，因为西北地区降水量普遍较小，地表水系极不发达[2-4].不仅我国如此，据统计，世界人口的1/3依赖地下水的供给.许多地区的居民用水全部依靠地下水(尤其是欧洲)[5-7].然而，地下水在地下径流的过程中，由于物理作用、化学作用以及生物作用溶解了不同浓度的Fe2+、Mn2+，因此而产生的铁、锰化合物的沉积、异味和色度等对人们生活和工农业生产有不利影响.另有调查显示，随着水环境污染的日益严重，地下水中铁、锰的含量也有逐年增加的趋势[8-9].地下水中铁锰含量超标现象在其他国家也很普遍，如美国、法国、意大利、瑞典、日本、德国、芬兰等许多国家和地区[10-12].因此地下水中铁、锰的去除是一个世界性的课题.地下水除铁除锰的技术先后经历了自然氧化法、接触氧化法等阶段[13-14].现普遍采用铁质活性滤膜接触氧化除铁和锰质活性滤膜接触氧化除锰工艺[15-16].但是，人们在设计中一定程度地忽视了滤料材质及源水中Fe2+对滤柱除铁除锰效果的影响，常导致出厂水Mn2+超标，故本文重点对之进行研究，并提出优化除铁除锰滤池启动的策略.1 实验条件、实验装置和实验方法1.1 实验条件本实验在哈尔滨某水厂进行，水厂以地下水为水源，水源水质如表1.表1 水源水质总铁/(mg·L-1)二价铁/(mg·L-1)二价锰/(mg·L-1)NH3-N/(mg·L-1)水温/℃pH碱度/(mg·L-1)硬度/(mg·L-1)含盐量/(mg·L-1)14～1613～150.9～1.91.6～2.07～96.6～6.8187116239由表1可见，原水为高含铁高含锰地下水，并含有较高质量浓度的氨氮.为除铁除锰除氨氮所需溶解氧为：[O2]=0.14[Fe2+]+0.29[Mn2+]+4.5[NH3-N]如按二价铁、二价锰和氨氮的平均质量浓度计算，即取=14 mg/L，=1.5 mg/L，=1.8 mg/L，则所需水中溶解氧质量浓度为=9.10 mg/L.所以，需要对水进行充分曝气使水中溶解氧含量达到尽量高的数量，但这样曝气后水的pH会远高于7.0，水中二价铁会迅速氧化，在本实验中不利于二价铁污染对除锰影响的研究.为了使水充分曝气充氧，又不使水的pH过高，采用向源水加酸的方法将曝气后水的pH控制在6.8～6.9.试验用水(原水)的水质如表2.表2 实验用水水质总铁/(mg·L-1)二价铁/(mg·L-1)二价锰/(mg·L-1)NH3-N/(mg·L-1)pH溶解氧/(mg·L-1)13～1510.7～14.40.86～1.891.6～2.06.7～7.0﹥9图1 试验装置1.2 实验装置实验装置如图1所示.实验用水接自水厂总进水管，通过进水管上的阀门控制进水流量.进水经过莲蓬头曝气，按一定比例向水中投加硫酸，并跌入低位水箱，再用潜水泵抽升，一部分水送至高位水箱供试验使用，另一部分参与循环曝气，确保水中溶解氧达到预定要求.本试验设置5个过滤柱，编号为1#、2#、4#、6#、7#，其中4#滤柱内径为160 mm，高3.0 m，由UPVC制作.其余4个滤柱内径为90 mm，高3.0 m，皆由有机玻璃制作.5个滤柱的滤料设置情况如表3.由表3可见，4#滤柱装有均匀级配的石英砂滤料，其在反冲洗时基本不产生水力分级现象，所以每次反洗时滤池上、下层的滤料都会产生混杂，使滤池下部刚生成的锰质活性滤膜的滤料被输送到上部，而受到二价铁的污染，致使滤池下部的除锰层始终无法形成，从而不具有除锰作用，滤柱只能除铁不能除锰.所以，在本试验中，4#滤柱是作为除铁滤柱而设置的.滤柱在滤速为5 m/h条件下，滤后水含铁量为(0.06±0.03) mg/L，为含铁很低的除铁水，可作为不同含二价铁量试验用水的稀释水.表3 滤料参数滤柱编号滤料品种滤料粒径/mm滤料不均匀系数K滤层厚度/mm1#锰砂0.6～1.82.721 5002#石英砂0.6～1.72.631 5004#石英砂0.6～0.81.301 0006#锰砂0.6～1.82.721 5007#锰砂0.6～1.82.721 500试验采用恒速过滤方式运行.试验用水由高位水箱虹吸进入1#、2#、4#滤管，进水流量足以在滤层上部经排水管溢流，保持恒定水位.滤后水进入下部浮球阀水箱，通过调节出水与水箱水位差控制滤柱出水流量，滤柱滤速控制为5 m/h.4#滤柱滤后水流入除铁水箱备用，其他滤柱滤后水流入清水(除铁除锰水)水箱供反冲洗用.当各滤柱测压管水位降低至柱内水位以下(过滤水头损失)2 m时，便对滤柱进行反冲洗，反洗强度通过调节阀门使滤层膨胀率为10%～15%.试验所用天然锰砂为马山锰砂，含MnO2量为30%.1.3 实验方法试验过程中，定期由高位水箱及各滤管出水处取水样，测定水样的总铁、二价铁、二价锰、氨氮、pH、溶解氧等水质项目.检测方法如表4.表4 检测项目与检测方法项目方法仪器总铁二氮杂菲分光光度法消解仪、分光光度计二价铁二氮杂菲分光光度法分光光度计二价锰过硫酸铵分光光度法电磁炉NH3—N纳氏试剂法分光光度计pH-pH计溶解氧碘量法-2 实验结果与讨论2.1 滤料材质对单级过滤除铁除锰效果的影响1#滤柱(锰砂)和2#滤柱(石英砂)的出水总铁质量浓度的变化如图2所示.图2 不同滤料材质滤柱进出水总铁质量浓度由图2可以看出，1#锰砂滤柱在运行10 d后，出水总铁质量浓度就降至0.3mg/L，后期偶尔有波动；2#石英砂滤柱在运行15 d后，出水总铁也降至0.3mg/L，后期偶有波动.所以，不同滤料材质的滤柱在除铁成熟期和除铁效果上没有显著差别.图3为1#滤柱(锰砂)和2#滤柱(石英砂)的出水二价锰质量浓度的变化.图3 不同滤料材质滤柱进出水总锰质量浓度由图3可见锰砂滤柱出水在运行15 d后出水锰质量浓度便降至0.1 mg/L以下，且比较稳定，这是由于该天然锰砂含有较多的高价锰化合物，对水中二价锰有很强的吸附作用，能吸附除锰，在滤层锰质活性滤膜尚未成熟以前，就能将水中二价锰质量浓度降至0.1 mg/L以下，特别是该天然锰砂对二价锰有很高的吸附容量，使吸附除锰能一直进行到滤层锰质活性滤膜生成，滤层成熟，开始进行接触氧化除锰，从而使滤柱从投产开始很快就能获得达标的除锰水.这时可以看到，滤柱上部为黄褐色的除铁带，下部为黑褐色的除锰带.由图3中2#石英砂滤柱出水二价锰质量浓度的变化，可见石英砂滤柱虽然除铁效果良好，但除锰效果很差，这是由于石英砂对二价锰的吸附能力很差，所以只对锰有稍许去除效果，再加上石英砂表面光滑挂膜困难，所以锰质活性滤膜的成熟期要比锰砂长，在本试验期间(110 d)石英砂滤柱还远没有成熟.2#滤柱采用了不均匀级配的石英砂滤料(K=2.63)，滤层反冲洗时在水力分级作用下形成上细下粗的滤层结构，使滤层之间只产生有限的混杂，可以观察到石英砂滤柱上部形成了黄褐色的除铁带，而下部则仍为白色，没有形成黑褐色的除锰带，所以除锰效果不佳.将4#石英砂滤柱与2#滤柱相比，同为石英砂滤料，但4#滤柱为均匀级配滤料，反冲洗时没有水力分级现象，滤柱下部无法生成除锰带，所以基本上没有除锰效果，整个滤层都变成黄褐色，即都是除铁带.所以单级滤池除铁除锰不能采用均匀级配滤料.2.2 二价铁污染对新锰砂滤柱成熟期及出水水质的影响为了考察天然锰砂投产初期受进水中Fe2+污染后对滤料成熟期及出水水质的影响，将高位水箱的原水引流入7#滤柱，由表3可知，7#滤柱装有新天然锰砂，原水流入7#滤柱后水中高质量浓度Fe2+会被锰砂吸附，直至出水Fe2+质量浓度降至0.3 mg/L以下.这时，改用4#滤柱出水的除铁水过滤，水中Mn2+被锰砂吸附，滤柱出水Mn2+质量浓度可降至0.1 mg/L以下，图4为7#滤柱在受到原水中Fe2+污染以后过滤出水Mn2+质量浓度变化的情况.为了进行平行对比，将4#滤柱的除铁水引流至6#滤柱过滤，6#滤柱装有与7#滤柱相同的新锰砂，只是未受到原水中Fe2+污染.图5为6#滤柱出水Mn2+质量浓度变化的情况.对比图4、5可见，7#滤柱出水Mn2+质量浓度在第40天出现升高和超标现象，在第50天Mn2+质量浓度达峰值后开始下降，到第65天出水Mn2+质量浓度又恢复到0.1 mg/L以下，即除锰过程线具有峰值的特点，这是由于新锰砂滤料表面开始没有锰质活性滤膜，滤层也没有接触氧化除锰能力，而是依靠锰砂吸附除锰；随着时间的推移，滤料表面的活性滤膜开始生成，并越积越多，滤层的接触氧化除锰能力也越来越强，这时滤层除锰既有吸附的贡献，也有接触氧化的贡献；当滤料的吸附能力开始饱和时，由于吸附作用降低，出水Mn2+开始升高；当滤层接触氧化除锰能力增加速率超过了吸附能力的衰减速率时，滤层出水Mn2+开始下降，从而使出水Mn2+质量浓度变化过程线出现一个峰值，峰值以后，滤层便以接触氧化除锰为主；当出水Mn2+质量浓度降至0.1 mg/L以下时，便认为滤层已经成熟.图4 7#滤柱进出水Mn2+质量浓度变化图5 6#滤柱出水Mn2+质量浓度变化由图5可见，6#滤柱的新锰砂没有受到Fe2+污染，滤层出水Mn2+质量浓度从投产开始到试验结束的90 d里一直低于0.1 mg/L，即出水始终达标，这是在滤层接触氧化除锰成熟以前依靠吸附除锰，由于新滤料没有受到原水中Fe2+的污染，滤层具有很高的吸附容量，所以吸附除锰过程一直能持续进行到滤层成熟，从而能始终获得达标出水.这表明，新锰砂滤料投产初期受到原水中Fe2+污染，对滤层成熟及出水水质是有不利影响的.2.3 新锰砂对Mn2+吸附性能的静态试验新锰砂对水中的二价锰(Mn2+)有吸附作用，可以用来提高除铁除锰设备投产初期的出水水质，特别是接触氧化除锰工艺中锰质活性滤膜成熟的很慢，若采用石英砂作滤料，成熟期常达数月，在滤层成熟以前，出水Mn2+质量浓度是不达标的(>0.1 mg/L)，这是一般业主难以接受的.所以，新天然锰砂能吸附除锰，并使设备投产初期出水锰质量浓度达标，对水厂是有重要的现实意义的.我国天然锰砂矿产分布广泛，锰砂的化学成分及吸附除锰特性也各异，所以选用除锰效果好的天然锰砂对保证水厂水质十分重要.下面是由国内市场收集的数种天然锰砂样品进行试验的结果.取锰砂样品10 g，置于Mn2+质量浓度为10 mg/L的100mL溶液中，震荡120 min，测定水中Mn2+，计算水中Mn2+被吸附去除率.取锰砂样品，测定锰砂中含MnO2的量.将试验结果列于表5中.由表5可见，不同天然锰砂吸附除锰效果不同，且并不是含锰量越高吸附除锰效果越好.例如，含锰量为30%的2#样，吸附除锰效果最好，而含锰量最高(65.7%)的5#样吸附除锰效果最差.所以锰砂吸附除锰效果还可能与其价态以及结构有关.5#样含锰量最高，价格也最贵，但并不适于吸附除锰，相反地2#样吸附除锰效果最好，推荐采用.表5 天然锰砂吸附除锰性能样品编号样品粒径/mm厂家提供的含锰量/MnO2%试验测出的含锰量/MnO2%样品对水中Mn2+的去除率/%1234567890.6～20.6～20.6～20.6～20.6～20.6～20.6～21～21～235303035703040304033.330.431.131.765.621.127.625.930.290928884646 4838684新天然锰砂对水中Mn2+的吸附量还与水的pH以及水中锰质量浓度有关，当pH 升高时，吸附量增大.取1 g新锰砂置于含不同Mn2+质量浓度为100 mL水中，振荡120 min，测水中Mn2+质量浓度，可计算出锰砂对Mn2+的吸附量.图6为新锰砂对Mn2+吸附量与水中Mn2+质量浓度的关系.当水中Mn2+高于2 mg/L 时，锰砂对Mn2+的吸附量已增加较慢.图6 新锰砂的吸附量与水中Mn2+的质量浓度关系当水中同时含有Fe2+和Mn2+时，两者在锰砂表面形成竞争吸附.取1 g新锰砂置于含Mn2+2 mg/L及不同Fe2+质量浓度的100 mL水中，振荡120 min，测定水中Mn2+质量浓度，可计算出新锰砂对Mn2+的吸附量，并绘出吸附量与水中Fe2+质量浓度的关系曲线，如图7.由图7可见，水中有Fe2+存在时，会使锰砂对Mn2+的吸附量减少，并且水中Fe2+质量浓度越高，影响也越大.这就说明了图4中7#滤柱投产初期受到含高Fe2+质量浓度进水的污染，使滤料对Mn2+的吸附量减少，结果导致滤柱出水出现超标(Mn2+质量浓度>0.1 mg/L)现象.所以，在用两级过滤除铁除锰时，宜先在第一级滤池除铁，等第一级滤池出水铁质量浓度达标(<0.3 mg/L)后，再将水接入第二级滤池除锰，以避免对除锰效果产生影响.图7 水中Fe2+质量浓度对新锰砂对Mn2+吸附量的影响优质新天然锰砂对水中Mn2+为吸附容量较高，可以用来改善设备投产初期的出水水质，但新锰砂的吸附容量是有限度的，所以应控制加于锰砂滤层的吸附除锰负荷应不超过滤料所具有的吸附容量，这样才能保证出水水质在滤层成熟前不致超标.所以，当进水中Mn2+质量浓度较高时宜采用较低滤速，俟滤层成熟后再逐渐提高滤速.2.4 滤柱对水中氨氮的去除本试验原水中NH3-N质量浓度较高，所以试验也对NH3-N的去除进行了考察.当除铁除锰试验进行到结束时(90～110 d)，取样测定各滤柱出水中NH3-N质量浓度，发现在水中溶解氧充足(>9 mg/L)条件下，各滤柱出水NH3-N质量浓度皆小于0.5 mg/L，符合水质标准要求，即去除氨氮效果良好.3 结论1)天然锰砂和石英砂在除铁效能上没有显著区别，两种滤料在试验条件下经10～15日即可成熟，出水总铁可降至0.3 mg/L以下.2)天然锰砂对二价锰有很高的吸附容量，可使吸附除锰一直进行到滤层锰质活性滤膜生成，滤层成熟，开始进行接触氧化除锰，从而使滤柱从投产开始很快就能获得达标的除锰水.石英砂对二价锰的吸附能力很差，所以只对锰有稍许去除效果，再加上石英砂表面光滑挂膜困难，所以锰质活性滤膜的成熟期要比锰砂长.3)均匀级配的石英砂滤料，反冲洗时没有水力分级现象，滤柱下部无法生成除锰带，所以基本上没有除锰效果，整个滤层都变成黄褐色，即都是除铁带.所以单级滤池除铁除锰不能采用均匀级配滤料.4)新锰砂滤料投产初期受到Fe2+污染，会使锰砂吸附除锰能力减弱，吸附容量减少，从而可能会影响出水水质.锰砂吸附的Fe2+越多，吸附Mn2+的容量越少，影响也越大.5)天然锰砂产地不同，其吸附除锰性质不同，吸附容量也不同，且并不与含锰量直接相关.选用优质的天然锰砂吸附除锰，根据水质及Mn2+质量浓度选用宜当的工艺参数，可使水厂投产初期出水锰质量浓度始终低于0.1 mg/L，即获达标优质水.6)当水中溶解氧充足时，水厂在除铁除锰的同时，也能获得良好除氨氮效果.参考文献：【相关文献】[1] 杨景田. 新型地下水及设施的污染控制技术[J]. 环境科学进展， 1994, 4(2): 38-45.[2] 唐朝春, 陈惠民, 叶鑫, 等. 地下水除铁除锰方法的研究进展[J]. 水处理技术, 2016(3): 7-12.[3] 徐菲, 余卫鸿, 张渝. 地下水除铁锰理论研究与实践进程[J]. 河南建材, 2015(1): 134-135.[4] 陈天意. 锰砂滤池处理高浓度铁锰及氨氮地下水pH影响研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2014.[5] TEMBAL T, MARKI M, RIBI I N, et al. 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除铁锰过滤器原理
除铁锰过滤器原理铁锰是水中常见的污染物之一，它们会给水质带来不良影响。
为了去除水中的铁锰，人们开发了除铁锰过滤器。
除铁锰过滤器是一种常见的水处理设备，它通过特定的工作原理将水中的铁锰颗粒去除，从而改善水质。
除铁锰过滤器的工作原理主要包括物理吸附和化学反应两个过程。
首先，水通过过滤介质，如活性炭、石英砂等，物理吸附铁锰颗粒。
这些过滤介质具有较大的比表面积和孔隙结构，能够吸附铁锰颗粒。
其次，通过与介质表面的化学物质反应，使铁锰颗粒发生氧化、沉淀等化学反应，进一步去除铁锰。
在除铁锰过滤器中，活性炭是最常用的过滤介质之一。
活性炭具有很强的吸附能力，能够有效地吸附铁锰颗粒和有机物质。
当水通过活性炭层时，铁锰颗粒会被吸附在活性炭表面，从而达到除铁锰的目的。
此外，活性炭还能吸附水中的异味物质和有害物质，提高水质。
除铁锰过滤器中的石英砂也起着重要的作用。
石英砂是一种天然的无机物，具有较高的硬度和抗压强度。
当水通过石英砂层时，石英砂的孔隙和表面能够吸附铁锰颗粒，并将其从水中分离出来。
同时，石英砂还能促使铁锰颗粒发生氧化反应，使其沉淀下来。
这样，水经过石英砂层过滤后，铁锰含量会明显降低。
除铁锰过滤器还可以利用一些化学物质来加速去除铁锰的过程。
例如，可以加入氧化剂，如高锰酸钾或过氧化氢，使铁锰颗粒发生氧化反应，从而更容易被过滤介质吸附和分离。
另外，还可以加入酸性物质，如硫酸或盐酸，以调节水的pH值，促进铁锰颗粒的沉淀和分离。
除铁锰过滤器的工作原理使得它在水处理中得到广泛应用。
它不仅可以去除水中的铁锰颗粒，还可以去除水中的悬浮物、有机物质和异味物质。
同时，除铁锰过滤器的操作简单方便，不需要复杂的设备和高技术要求。
因此，除铁锰过滤器成为许多家庭、工业和农业用水的理想选择。
除铁锰过滤器通过物理吸附和化学反应的工作原理，能够有效去除水中的铁锰颗粒。
它利用吸附介质吸附铁锰颗粒，并通过化学反应使其沉淀和分离。
除铁锰过滤器不仅可以提高水质，还可以去除其他污染物质，具有广泛的应用价值。
除铁锰过滤器适用范围简介
除铁锰过滤器适用范围简介机械过滤器又称为压力式过滤器，是使原液通过该介质去除杂质，从而达到过滤目的，是纯水制备前期预处理和水净化系统的重要组成部分。
其材质有钢制衬胶或不锈钢，根据过滤介质的不同可分为：天然石英砂过滤器、活性炭过滤器、锰砂过滤器、多介质过滤器等，根据进水方式可分为单流和双流式过滤器，根据一定实际情况还可并联使用。
机械过滤器滤料种类1、多介质过滤器的介质是石英砂，无烟煤等。
功能是滤除悬浮物机械杂质、有机物等，降低水的浑浊度。
2、活性碳过滤器介质为活性炭，目的是吸附、去除水中的色素、有机物、余氯、胶体等。
3、锰砂过滤器的介质为锰砂，主要去处水中的二价铁离子。
4、除铁除锰过滤器主要适用于高铁高锰地区的地下水除铁除锰，工业软化水、除盐水设备的预处理。
除铁锰过滤器适用范围除铁锰过滤器适用于要求经过过滤出水浊度一般在5毫克/升以内能符合饮用水水质标准的工业用水或生活用水的工矿企业和城镇给水处理设备。
对工业污水中的悬浮物固体物等有很好的去除效果。
如水中含有的悬浮物凝聚的片状物用沉淀方法所不能去除的粘结胶质颗粒，可将水通过压力滤器内所装的滤层，使水达到透明。
它集合了氧化、离子置换、截留和澄清等过程，根据客户水质情况作出合理的设计工艺，达到可靠稳定的效果。
除铁锰过滤器广泛应用于水处理过程中，主要用于水处理除浊、反渗透、以及离子交换软化除盐系统的前期预处理，也可用于地表水、地下水除泥沙等方面。
可有效地除去除水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、泥沙、氯嗅味及部分重金属离子，使给水得到净化的水处理传统方法之一。
还可满足电子电力、石油化工、冶金电镀、造纸纺织、制药透析、食品饮料、生活饮用水、工厂企业用水、游泳池等，行业液体过滤需要。
除铁锰过滤器特点1、设备运行成本低，管理简便。
2、滤料经过反洗可多次使用，滤料寿命长。
3、过滤效果好，占地面积小。
自适应高效机械过滤器即除铁锰过滤器的管道简单，运行平稳。
过滤流速一般为4—50m/h，运行周期一般为8小时。
反冲洗对地下水生物除铁除锰工艺的影响
反冲洗对地下水生物除铁除锰工艺的影响摘要：本文主要分析反冲洗对地下水生物除铁除锰的影响。
关键词：地下水;生物除铁除锰;反冲洗Abstract: This paper mainly analyzes the backwashing of biological iron and manganese removal of groundwater effect.Key words: groundwater; biological removal of iron and manganese removal; backwashing前言适宜的反冲洗是生物滤层长期、高效、稳定运行的必要条件。
生物滤池的反冲洗控制应分成两个阶段即培养期和成熟稳定期。
生物滤池的反冲洗和滤池的培养是一个相互矛盾的过程。
即在试验过程中，我们既要保持一定的反冲洗强度以防止滤料层板结，又要尽量降低强度，使得生物膜能够快速的附着在滤料表面。
在滤池成熟后，生物膜便具有了一定抗冲击的能力，但在一定强度的反洗条件下，在水流剪切力作用下必然会使部分生物膜脱落，这是否会影响到生物滤池的正常生产工作？如果有影响，反冲洗后多长时间出水可重新达标？我们通过滤池反冲洗试验对这些问题进行了研究。
1地下水生物除铁除锰的技术工艺目前井水、地下水处理主要是除铁除锰，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英砂、锰砂，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。
物除铁除锰技术的关键是生物滤层的培养、成熟及稳定运行。
其中生物滤层的培养、成熟是其稳定运行的前提，培养、成熟后如何稳定运行是保证其经济高效工作的关键，而滤池的反冲洗又是影响生物滤层的培养、成熟及稳定运行的主要原因之一。
本文采用的生物除铁除锰的工艺特点主要是采用跌水曝气，在同一生物滤层中除铁除锰。
2反冲洗试验2.1培养过程中的反冲洗控制滤层培养初期，由于滤层中加入新砂，而新砂表面相对成熟的“黑砂”光滑, 为了使新砂表面能够尽快附着除除铁除锰菌，这一阶段需降低反冲洗强度，但由于降低反冲洗强度就意味着残存在滤层中的杂质将有部分无法除去，造成滤层水头损失过大甚至滤层板结，从而不得不在过滤周期结束前被迫进行反冲洗。
生物滤层去除地下水铁锰的实验研究
应用生物滤层去除地下水铁锰的实验研究马晓春(沈阳市环境保护局和平分局环境监测站，辽宁沈阳110005)摘要：对接种和未接种的生物滤层去除地下水中铁锰的效果进行了比较，结果表明，适当接种可缩短石英砂滤料的成熟期，从而提高去除地下水中铁锰的效果。
关键词：生物滤层；地下水；铁；锰；去除效果1 引言地下水作为饮用水水源具有水质稳定、处理工艺简单等优势，但北方地区地下水中普遍含有过量的铁和锰。
影响地下水生物法除铁除锰的因素主要有：铁锰的浓度，滤料的种类，处理水的水温，滤速，pH 值及溶解氧等。
研究发现，滤料表面的铁细菌对除铁除锰起较大的作用。
本实验通过对接种与未接种的石英砂滤料进行对比，研究铁细菌在接种与未接种滤料上对除铁除锰的不同效果。
2 实验部分2．1 实验流程与装置2．1．1 实验流程实验流程见图1。
2．1．2 实验装置奉实验在实验室中进行，运行时间从2008年3月26日至6月3日，采用人工方式配水，用流量计控制流速，原水由高位水箱进入平衡水箱，进入曝气柱曝气后，分别进入1号滤柱(未接种)和2号滤柱(接种)，待测压管的水头损失到达一定程度，开始进行反冲洗。
本实验采用两个并行的有机玻璃滤柱，以对比接种与未接种滤料的除铁除锰效果，滤柱高为3 000 mm，内径为70 mm，竖向每间隔200 mm设一个取样口，两个滤柱共计12个取样口，滤柱底部承托层厚为150 mm，滤料层厚为1 200 mm，滤料采用粒径为0．6—1．2 mm的石英砂，滤速为2 m／h，反冲洗时控制整个滤料层膨胀率为30％。
实验装置见图2。
2．2 实验方案在除铁除锰装置中，1号滤柱未接种，2号滤柱接种。
2号滤柱接种的菌种，来自于运行多年且处理效果良好的沈阳浑南给水处理厂的除铁除锰滤池中滤料的洗脱液，实验表明该菌种是经多年驯化的优良菌种。
2．3 原水水质与水质监测2．3．1 原水水质原水水质见表l。
2_3．2 分析项目及监测方法分析项目及监测方法见表2。
锰砂除锰效果不好的原因
锰砂除锰效果不好的原因一、水质特性1. pH值过高或过低水中的pH值是影响锰砂除锰效果的重要因素之一。
当水的pH值过高或过低时，会影响到锰砂的吸附性能，进而导致除锰效果不佳。
在一般情况下，锰砂的适用pH范围为6.5-8.5。
当水的pH值超出这个范围时，就会影响到锰砂对锰的吸附效果，从而使除锰效果不佳。
2. 溶解氧浓度溶解氧是影响锰砂除锰效果的另一个重要因素。
在水中，锰通常以氧化锰的形式存在，而溶解氧的存在会促使氧化锰还原为可溶性的二价锰，降低锰砂对锰的吸附效果。
因此，当水中的溶解氧浓度较高时，会影响锰砂的除锰效果。
3. 有机物质含量水中存在的有机物质也会影响到锰砂的除锰效果。
有机物质常常会与锰形成络合物，降低锰砂对锰的吸附能力，从而影响除锰效果。
因此，在水处理过程中，如果水中含有较高的有机物质，也会导致锰砂除锰效果不佳。
二、锰砂本身特性1. 饱和度锰砂的吸附能力是有限的，当其吸附饱和时，就会影响到其除锰效果。
在水处理过程中，如果锰砂的吸附容量已经饱和，就会导致除锰效果不佳。
因此，在使用锰砂进行除锰处理时，需要及时对其进行再生或更换，以保证其除锰效果。
2. 粒径和成型锰砂的粒径和成型也会影响其除锰效果。
一般来说，粒径较小的锰砂对锰的吸附能力更强，但粒径过小也容易造成阻塞，影响到水的流通。
另外，成型不良的锰砂也会影响其除锰效果，因为成型不好的锰砂容易产生空隙，从而影响到其吸附效果。
三、操作和维护1. 流速水处理系统中的流速也会影响到锰砂的除锰效果。
当流速过快时，会影响到水与锰砂的接触时间，从而降低了锰砂的吸附能力，导致除锰效果不佳。
因此，在操作锰砂的水处理系统时，需要合理控制流速，以保证其除锰效果。
2. 水头损失在水处理系统中，水头损失也可能影响到锰砂的除锰效果。
当水头损失过大时，会影响到水的流通速度，从而降低了锰砂的除锰效果。
因此，在操作锰砂的水处理系统时，需要及时对水头损失进行调整，以保证其除锰效果。
石英砂中铁杂质的存在形式,除铁有哪几种方法？
石英砂选矿提纯一般是以去除铁杂质为主要目的，铁杂质在石英矿中的赋存状态，决定了选矿法可否将它们去除以及去除的程度。
了解铁杂质是存在于哪些矿相中、是以何种形式存在、含量及其分布等情况，是拟定选矿提纯方案和预测分选指标的重要依据。
一、石英砂中铁杂质的存在形式石英砂中铁杂质赋存形式较为复杂多样，或存在于粘土或长石等矿相中，或以氧化铁、含铁矿形式附着于颗粒表面，或赋存于石英颗粒内部。
（1）存在于黏土矿物中在某些出露地表的沉积砂矿床中，含有较多的风化黏土。
这种黏土是由长石、石灰石、页岩等风化而成的，黏土的成分是含有云母、石英、褐铁矿、绿泥石、方解石和角闪石混合物的天然水成矾土硅酸盐。
其粒度很细，主要是由10μm以下的颗粒组成。
（2）存在于重矿物及磁性矿物中重矿物系指相对密度大于2.9的矿物。
这些矿物中大部分都具有磁性或弱磁性，铁是这些矿物中的基本组成元素。
所以我们也可以将它们称为是存在于单体矿物中，如磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿、铬铁矿、铁橄榄石、褐橄榄石、褐铁矿、等。
（3）存在于轻矿物中轻矿物主要指长石（通常为正长石或微斜长石）。
长石中的氧化铝有时被氧化铁取代，其量可达0.5%-0.7%。
此外，还有高岭石、白云母、方解石、白云石等。
在这些轻矿物中，铁是以类质同象形式进入晶格中，由于它们的密度与石英十分接近，所以分离它们相当困难。
（4）存在于薄膜铁中石英砂中的石英颗粒，在纯净的情况下呈白色，受到污染后呈现灰色、褐色、黄色甚至红色等。
例如黏土可使之呈灰色或黄色，金属矿物和其他暗色矿物能使之呈灰色，薄膜铁使之呈黄色或红色。
我们平常见到的大都是受到污染的石英砂。
从成分上说，石英颗粒的污染主要是铁质污染和泥质污染。
前者是指铁的氧化物或氢氧化物对石英颗粒的污染。
后者是指一系列层状构造的铝硅酸盐的黏土类矿物污染。
从成因上说，可分为原生污染和次生污染。
原生污染是指由矿染作用而导致的在某一矿物表面或内部被它种矿物污染的现象。
改性火山岩滤料去除矿井水中铁锰离子影响因素研究.
第3卷第7期环境工程学报V o l .3,N o.72009年7月Ch i n ese Jour nal of Env iron m enta lEng ineeri n gJ u l.2009改性火山岩滤料去除矿井水中铁锰离子影响因素研究胡建龙王春荣何绪文卲立南李炟殷坤吴敏(中国矿业大学(北京化学与环境工程学院,北京100083摘要以改性火山岩滤料作为除铁除锰的滤料,通过对模拟矿井水的过滤试验,研究了滤速、p H 值、滤层厚度及铁锰离子浓度对其除铁除锰效率的影响。
结果表明:改性火山岩滤料能实现模拟矿井水中M n 2+的100%去除,效果明显优于未改性火山岩;最为合理的过滤滤速为7~8m /h ;除铁除锰的过程主要发生在滤层厚度为90c m 的上部滤层中;随着铁锰浓度的升高,改性火山岩滤料除铁的效率变化很小,除锰效率呈快速、线性降低;中性或偏碱性的环境有利于改性火山岩滤料充分发挥高效吸附去除能力。
关键词改性火山岩滤料除铁除锰矿井水回用中图分类号 X703 1 文献标识码 A 文章编号 1673 9108(200907 1199 04Study on i nfl uenci ng factors of m odifi ed lava m edia for iron andmanganese re m oval fro m m i ne waterH u Jianlong W ang Chunrong H e Xuw en Shao L i n an L iDa Y in Kun W u M i n(S chool ofCh e m ical and Environm en t al Engineeri ng ,C h i na Un i versity ofM i n i ng and Technology (B eiji ng,B eiji ng 100083,Ch i n aAbst ract M odified lava m ed i a w as studied as the filter m edia f o r iron and m anganese re m oval fro m m i n ew ater .By filtration tes,t the effects o f p H,he i g ht of filter bed ,concentrati o n o f iron and m anganese and filtrati o nvelocity on ir on and m anganese re m ova l efficiency w ere studied .The resu lts sho w ed that the M n 2+re m ova l effi ciency of modified lava m ed ia ,cou l d reach 100%,w hich w asm uch better than the non m od ified lava m edia .The m ost pr oper filtra ti o n ve l o c ity w as about 7~8m /h.The wo r k he i g htw as the reg ion of above 90c m of filter bed .And the re m oval efficiency of iron changed sli g htly ,but the re m oval effic iency o fm anganese ion decreased rap i d l y w ith t h e i n creasi n g o f iron andm anganese concentrati o n .The opti m u m pH cond iti o n wh ich is good for iron and m anganese re m oval is bet w een neutra l and alka li n e .K ey w ords m od ified lava m edia ;re m oval of iron and m anganese ;m ine water ;w ater reuse 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50678172收稿日期:2008-09-28;修订日期:2008-12-09作者简介:胡建龙(1986~,男,硕士研究生,主要从事水污染控制方面的研究工作。
除铁除锰过滤器原理
除铁除锰过滤器原理铁和锰在水中往往同时存在，我国生活饮用水卫生标准规定，铁含量≤0.3mg/L，锰含量≤0.1mg/L，长期饮用含铁、锰高的水对人体不利，对纺织、造纸、酿造、食品等影响产品质量，对物品生成斑点，故要进行除铁除锰处理。
而除铁除锰过滤器就是专门滤除铁、锰的设备，那么它是怎么过滤水中的铁、锰的呢？除铁除锰过滤器原理：当含铁（锰）的地下水经冲气或加入氧化剂后，水中铁（锰）离子开始氧化，当水流经锰砂滤层时，在滤层中发生接触氧化反应及滤料表面生物化学作用和物理截留吸附作用，使水中铁（锰）离子沉淀去除。
尤其是在处理微污染含锰地下水的过程中，铁细菌不仅能有效地去除铁锰，同时还能以水中氨为营养源，进行新陈代谢，在其他细菌参与下，同时达到去氨氮的效果。
洛阳东龙除铁除锰过滤器利用多介质滤料的截留、滤除作用，去除大粒径的杂质颗粒、胶体和悬浮物，具有低成本、操作维护及管理方便等特点。
除铁除锰过滤器常见采用石英砂、无烟煤滤料、锰砂、AFM、活性炭等，滤速高，截污能力大，过滤周期长，罐体有玻璃钢、碳钢、不锈钢多种材质，可配多路阀或电动、气动、水动阀配PLC控制，分别适用于中小流量及大流量情况，可实现自动和手动双重控制。
最高过滤精度可达5微米。
除铁锰方法之氧化法：1、射流器曝气，一般用在流量较小，铁锰含量不高的项目中，优点是造价较小。
2、跌水曝气，形象就是喷泉式或喷淋式曝气，主要通过喷淋过程产生的水珠和空气充分接触而曝气氧化，组成为喷淋头加一个水箱或水池，一般建在原水池内，他有易操作，维护简单，成本低特点。
3、曝气塔式曝气，一般用在大流量，铁锰含量高的项目中，风机提供的氧气在塔内和水能充分的接触，塔内填充多面空心球，增大了水的比表面积。
4、鼓风式曝气，一般用在大流量如自来水中，铁锰含量高，造价高，其运行成本高。
锰砂除铁的根本原理
锰砂除铁的根本原理
锰砂除铁的根本原理是在一定条件下利用锰砂对水中的铁离子进行氧化和吸附，从而将铁离子从水中去除。
具体机理如下：
1. 氧化反应：锰砂（MnO2）能够与水中的氧气发生氧化反应，生成高价锰酸盐（Mn(OH)3），同时还能够将水中的亚铁离子（Fe2+）氧化为三价铁离子（Fe3+）。
2. 吸附反应：锰砂表面具有丰富的氢氧根基团（-OH），能够与水中的三价铁离子进行吸附作用，形成络合物，并吸附在锰砂表面。
综上所述，锰砂除铁的根本原理是通过氧化和吸附作用，将水中的铁离子转化为高价铁离子，并将其吸附在锰砂表面，从而去除水中的铁离子。
次氯酸钠预氧化除锰试验研究
深圳大鹏新区岭澳水库调水管中的锰含量约为0.7ppm，经后续多介质过滤器和超滤装置无法去除，导致生产的饮用水锰含量超出饮用水国家标准（锰≤0.1ppm），针对水质出现的新情况，结合外部相关技术文献和现场工艺流程设计，就采用次氯酸钠预氧化去除锰的效果进行了试验研究。
1试验原理水中的锰有两种存在形式，一种是游离态，主要以（Mn2+）形式存在，另一种是络合态和胶体态。
络合态和胶体态锰通过石英砂、无烟煤组成的滤料可以去除大部分，而游离态（Mn2+）则无法通过过滤去除。
当向含锰水中加入氧化剂次氯酸钠，由于氧化作用能够把水中的低价锰（Mn2+）氧化成高价态（MnO2），从而形成不溶性物质或胶体物质，这些物质在过滤工艺过程中，能够被有效地去除。
另外从大量取样数据来看，原水中锰主要以离子态（Mn2+）的形式存在。
试验反应方程如下：Mn2++ClO-+2OH-———MnO2+Cl-+H2O2试验内容试验条件完全模拟实际生产中多介质过滤器的运行情况。
试验滤料柱按多介质过滤器中滤料（无烟煤、石英砂）的填充比进行添加，试验滤速要求与实际多介质过滤器运行滤速一致。
试验内容如下：①验证次氯酸钠加入量对滤料柱除锰效果的影响，并根据试验情况确定最佳的次氯酸钠加入量；②验证不同pH值对滤料柱除锰效果的影响。
3试验参数3.1确定模拟试验参数3.1.1确定通过滤料柱的滤速考虑到影响多介质过滤运行的参数主要有：过滤速度、水流均匀性、反洗、接触时间等。
保持柱子上有水垫层就可以保证水流均匀性，由于是已经反洗好的滤料，故反洗因素不考虑。
经综合考虑要求模拟试验中保持滤料柱的滤速和多介质过滤器运行滤速（0.147m/ min）一致。
则需要的流量为：Q1=0.147×3.14×（0.046/2）2=244.18ml/ min。
3.1.2确定取样时间间隔若通过细滤料柱的滤速为0.147m/min，则水接触滤料到出滤料需要时间为：1.44/0.147m/min=9.7min，即水从进入滤料柱到出滤料柱需要9.7min，与实际工艺中接触时间9.8分钟基本相当，为了较多地获取试验数据，为此将取样频率增加一倍，最终确定取样时间间隔为5分钟。